中國(guó)首個(gè)著色性干皮病變異型家系的POLH 突變研究

段曉倩 朱玲玉周文明

著色性干皮?。▁eroderma pigmentosum，XP，OMIM#278700-278780）是一種罕見(jiàn)的常染色體隱性遺傳病，早在1870年就有描述，其特點(diǎn)是對(duì)陽(yáng)光高度敏感，導(dǎo)致皮膚曬傷、色素改變并顯著增加多種皮膚腫瘤的發(fā)病率。目前在世界各地和種族組中均有發(fā)現(xiàn)，西歐報(bào)告的發(fā)病率約為2.3：1000000[1]，約3/5 的受累個(gè)體表現(xiàn)出嚴(yán)重和長(zhǎng)期的曬傷反應(yīng)[2]，而其他個(gè)體表現(xiàn)出光暴露部位的雀斑樣痣數(shù)量增加，臨床上難以與許多其他色素性疾病區(qū)分。此外，約1/4 的患者發(fā)生神經(jīng)系統(tǒng)疾病和精神發(fā)育遲滯[3]。在XP 患者中，非黑色素瘤皮膚腫瘤的發(fā)生率的增加比黑色素瘤皮膚腫瘤更顯著。臨床特征和病理表現(xiàn)與陽(yáng)光暴露、涉及基因、該基因上的突變類(lèi)型、XP 患者的種族有關(guān)。目前有8 個(gè)XP 互補(bǔ)組及其相應(yīng)的基因 [XP-A（XPA）、XP-B（ERCC3）、XP-C（XPC）、XP-D（ERCC2）、XP-E（DDB2）、XP-F（ERCC4）、XP-G（ERCC5）和XP-V（POLH）]與XP 相關(guān)。其中XPA—XPG 通過(guò)核苷酸切除修復(fù)過(guò)程（nucleotide excision repair，NER）參與DNA 中紫外線(xiàn)誘導(dǎo)的光產(chǎn)物的修復(fù)?？绮∽僁NA 聚合酶（XP-V 或DNA 聚合酶η）在NER 中幾乎正常，但復(fù)制后存在修復(fù)缺陷。目前有83 個(gè)POLH 突變與XP 有關(guān)，約占XP 的1/4，其中大片段缺失占POLH 突變的12%。盡管XP 沒(méi)有治愈方法，但通過(guò)早期診斷和適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，皮膚問(wèn)題可以在很大程度上得到改善。在此，筆者報(bào)道了一個(gè)XP-V 家系的臨床和遺傳學(xué)調(diào)查，分析了XP-V 這種表型與基因型的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 臨床數(shù)據(jù)

家系圖見(jiàn)圖1。在2019年1—12月間，患者1（先證者，II -6）女，48 歲，因“暴露皮膚色素沉著逐漸加重37年”就診?；颊? 系安徽合肥人，否認(rèn)父母近親婚配史。家族史發(fā)現(xiàn)1例XP受累兄長(zhǎng)表現(xiàn)出更嚴(yán)重的臨床癥狀。查體：先證者有彌漫性雀斑樣色素沉著，皮膚干燥，日曬區(qū)皮膚萎縮，防曬區(qū)皮膚外觀(guān)基本正常。未發(fā)現(xiàn)皮膚腫瘤、眼部及神經(jīng)系統(tǒng)異常。

患者2（II -3）男，54 歲，發(fā)病年齡與先證者相似。查體：面頸部及上肢出現(xiàn)大量粟粒大小色素沉著及暗褐色斑疹。此外，他從30 歲開(kāi)始在面部和手臂出現(xiàn)散在的色素性斑塊，并每3年接受一次手術(shù)切除治療。兩次皮膚活檢組織學(xué)檢查示：交界痣，高分化鱗狀細(xì)胞癌?；继幬匆?jiàn)基底細(xì)胞癌、鱗狀細(xì)胞癌及黑色素瘤病灶?；颊呶幢憩F(xiàn)任何眼部或神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。該家系中的其他成員均體健。

圖1 患者家系圖譜

1.2 方法

在遵守知情同意原則的前提下，收集患者的臨床資料，收集先證者及所有可獲得的家庭成員（包括I-2、II-3、II-6、II-8、III-1、III-2、III-4 和III-6）的外周血。由上海安百隆生物科技有限公司提取外周血DNA 并對(duì)先證者基于采用新一代測(cè)序（next generation sequencing，NGS）進(jìn)行panel 測(cè)序，獲得序列與英國(guó)多機(jī)構(gòu)研究團(tuán)隊(duì)（University of California Santa Cruz，UCSC）人類(lèi)基因組參考（GRCh37 / hg19）進(jìn)行比較。其余親屬經(jīng)Sanger 測(cè)序驗(yàn)證。

2 結(jié)果

在受累患者中發(fā)現(xiàn)POLH 基因（NM_006502.2）外顯子9 的雜合突變（c.1066 C ＞ T，p.Arg356Ter），在未受累家族成員和參考序列中未發(fā)現(xiàn)該突變。堿基置換致提前了終止密碼子，預(yù)期編碼截短的POLH 蛋白，從而將患者分配至XP-V 亞型。對(duì)患者II -3 進(jìn)行panel 測(cè)序后的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行拷貝數(shù)變異（copy number variation，CNV）分析，采用同一捕獲池的樣本進(jìn)行比較分析。筆者發(fā)現(xiàn)6 號(hào)染色體外顯子5 到外顯子8 的平均測(cè)序深度顯著降低（0.5 左右），說(shuō)明在該范圍內(nèi)存在大片段雜合缺失。

3 討論

POLH 基因?qū)儆赮 家族，包含11 個(gè)外顯子，位于染色體6p21.1-6p12.3 上，由POLH 基因編碼的DNA 聚合酶eta（poη，NP_006493）使細(xì)胞中紫外線(xiàn)損傷的模板DNA 能夠通過(guò)跨病變合成合成正確的子鏈[4]?；驒z測(cè)結(jié)果顯示，在患者II -3 和II -6中發(fā)現(xiàn)POLH 外顯子9 的點(diǎn)突變c.1066 C ＞ T（p.Arg356Ter），該點(diǎn)突變此前曾報(bào)道過(guò)[5]。通常，這些個(gè)體最早直到20 ～30 歲才被診斷。到此時(shí)，他們已經(jīng)積累了多年的大量陽(yáng)光和紫外線(xiàn)輻射誘導(dǎo)的突變，更容易發(fā)生各種皮膚腫瘤[6]。

在筆者的研究中，通過(guò)對(duì)測(cè)序結(jié)果的CNV 分析，還發(fā)現(xiàn)了POLH 外顯子5 至外顯子8 區(qū)域大片段缺失。結(jié)合患者的較輕的臨床表型，推測(cè)大片段缺失的危害較小。一些研究人員認(rèn)為，無(wú)論突變類(lèi)型如何，polη 催化結(jié)構(gòu)域以外的突變通常都伴隨著較輕的表型[7]。而有的學(xué)者認(rèn)為XP-V 患者的臨床特征與突變的部位或類(lèi)型無(wú)明顯相關(guān)性[8]。

I-2（II-3 和II-6 的母親）的Sanger 測(cè)序結(jié)果中未檢測(cè)到c.1066 C ＞ T 點(diǎn)突變?？紤]到研究中的患者II-3 和II-6 具有共同點(diǎn)突變，我們認(rèn)為該突變不是新發(fā)突變。據(jù)推測(cè)，他們的父親（已故）可能有相同的點(diǎn)突變，但他以前沒(méi)有表現(xiàn)出類(lèi)似的臨床表現(xiàn)。這種無(wú)義突變可能被認(rèn)為是致病性的，因?yàn)樗鹛崆敖K止密碼子并導(dǎo)致截短蛋白。無(wú)義介導(dǎo)的信息衰減機(jī)制可能是其中的原因之一[9-10]。家系第三代尚無(wú)XP 臨床表現(xiàn)，測(cè)序結(jié)果中亦未檢測(cè)到c.1066 C ＞ T 點(diǎn)突變（III-1、III-2、III-4、III-6），通過(guò)對(duì)該家系的遺傳學(xué)分析，第三代未來(lái)罹患XP 的幾率極小。但由于III-3 和III-5 母親（II-6）為XP 患者，患病概率相對(duì)較高，其基因檢測(cè)有待進(jìn)一步完善。

迄今為止，已報(bào)道有83 種POLH 的突變可引起XP-V，其中37 種（占44.6%，其中包含16 種無(wú)義突變和21 種錯(cuò)義突變）為單堿基置換，8 種（占9.6%）為剪接突變，28 種（占33.7%）為缺失突變，10 種（占12.1%）為插入突變。大多數(shù)為缺失或?qū)е陆K止密碼子，這意味著polη 蛋白的截?cái)嗷蛉笔11-14]。目前在XP-V 上沒(méi)有明確聚集性的熱點(diǎn)突變，但在日本報(bào)道了四種創(chuàng)始人突變（c.490G ＞ T、c.del1661A、c.916G ＞ T 和c.725 C ＞ G）和一種可能的創(chuàng)始人突變（c.1075-2567_1244 + 1188del） 。

在XP- V 患者的表型-基因型關(guān)系中，由于蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性受到影響，錯(cuò)義突變的類(lèi)型與臨床嚴(yán)重程度之間存在相關(guān)性[15-16]。由于臨床資料不完整和每個(gè)特定病例突變類(lèi)型的復(fù)雜性，很難建立臨床特征與POLH 突變類(lèi)型之間的相關(guān)性[17-19]。然而，XP- V患者的累積日光量與臨床病程和癌癥發(fā)病率具有更好的相關(guān)性[20]。

總之，筆者首先報(bào)道了中國(guó)XP患者c.1066 C ＞ T（p.Arg356Ter）突變，并對(duì)XP- V 突變報(bào)道進(jìn)行了綜述。這些結(jié)果將有助于建立早期診斷，以改善XP 患者的管理，并為該家系XP 親屬進(jìn)行遺傳咨詢(xún)提供可能。